通过自我调节的墨水实现具有互补功能的离子凝的3D打印.
Jiahui Huang1, Zhenchuan Yu1, Peiyi Wu1,2
1State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai, 200433, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|June 25, 2023
概括
研究人员使用离子凝开发了一种新的3D打印墨水. 这种多功能墨水可以创建具有可调整机械性能的复杂结构,模仿蜘蛛网等自然系统.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 生物模拟技术的使用
背景情况:
- 软和导电材料的3D打印可以实现先进的应用,包括生物灵感的机器人.
- 由于可打印性和协同效应的挑战,现有的多材料3D打印在单一油墨设计中难以实现互补功能.
研究的目的:
- 从单一的油墨配方中解决创建具有独特但互补性质的3D打印对象的局限性.
- 为先进的3D打印应用开发一种易于获得和自我调节的基于离子凝的油墨.
主要方法:
- 开发一种基于离子凝的三元件墨水,具有可调节的组件比率.
- 使用3D打印来制造具有不同机械性质的物体 (Young的模量跨越三个数量级).
- 采用理论模型来预测和控制打印分辨率.
主要成果:
- 通过改变组件比率,证明能够从相同的基础墨水中获得不同的机械性能 (从刚性到粘性).
- 成功制造了一种生物灵感的蜘蛛网原型,具有复杂的结构和多种功能.
- 3D打印的蜘蛛网模仿了自然功能,包括伪装和水下操作.
结论:
- 拟议的离子凝油墨设计策略克服了在3D打印材料中实现互补功能方面的挑战.
- 这种方法显著扩大了3D打印复杂的人工系统的材料选择.
- 为使用增材制造建造各种生物灵感结构提供了宝贵的指导.
